Gibberellin: thu nhận và ứng dụng trong nông nghiệp

GIBBERELLIN: THU NHẬN VÀ ỨNG DỤNG TRONG NÔNG NGHIỆP GVHD: Lê Thị Thủy Tiên SVTH : Nguyễn Thị Thược Nội dung Giới thiệu chất sinh trưởng thực vật Phương pháp thu nhận gibberellin Thu nhận từ thực vật Tổng hợp từ vi sinh vật Định lượng chất sinh trưởng thực vật ứng dụng của gibberellin trong nông nghiệp Lịch sử nghiên cứu Giới thiệu Chất ĐHSTTV là những chất hữu cơ có tác dụng làm biến đổi các hoạt động sinh lý của thực vật ở nồng độ rất thấp Có 5 nhóm chất ĐHSTTV được biết đến rõ nhất là: auxin, gibberellin, cytokinin, acid abscisic, ethylen. Nhóm chất kích thích: auxin, gibberellin, cytokinin Nhóm chất kìm hãm: acid abscisic, ethylen Gibberellin được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi nhất. GIỚI THIỆU Giới thiệu - Gibberellin Được tổng hợp trong phôi đang tăng trưởng, lá non, rễ non, quả non… trong tế bào thì được tổng hợp mạnh ở lục nạp Tìm thấy ở nấm, thực vật bậc thấp, thực vật bậc cao Có trên 136 loại gibberellin đã được tìm ra, GA3 có tác dụng sinh lý mạnh nhất Cấu tạo: là những terpenoid, được cấu tạo từ 4 đơn vị isopren (C5) Có nhân gibberellan Giới thiệu - gibberellin Tính chất hóa học: khối lượng phân tử 346.38 g/mol điểm sôi 233-2350C, GA3 hòa tan trong các dung môi như metanol, etanol, butanol; hòa tan kém trong nước, butylacetate, muối của chúng hòa tan hoàn toàn trong nước Tính chất sinh lý: + Sự kéo dài tế bào, thân + Sự kéo dài lóng và tăng trưởng lá + Sự nảy mầm, nảy chồi + Sự ra hoa, quả Nội dung Giới thiệu chất sinh trưởng thực vật Phương pháp thu nhận gibberellin Thu nhận từ thực vật Tổng hợp từ vi sinh vật Định lượng chất sinh trưởng thực vật ứng dụng của gibberellin trong nông nghiệp Lịch sử nghiên cứu Lịch sử nghiên cứu Lần đầu được tìm ra năm 1926 bởi Kurosawa khi nghiên cứu bệnh bakanae (lúa von) Kết tinh lần đầu vào năm 1935 từ chủng nấm Gibberella fujikuroi, có tên là gibberellin A và B Tìm được công thức của gibberellin năm 1950 Có hơn 136 loại gibberellin được xác định ở thực vật, nấm và vi khuẩn Thu nhận từ thực vật Ly trích – khuếch tán Mô Mặt cắt của mô được đặt trên Đĩa agar chứa BHT Chất điều hòa sinh trưởng Khuếch tán vào môi trường bão hòa ẩm Thu nhận từ thực vật Ly trích bằng dung môi: Mẫu đông trong nitơ lỏng, ướp lạnh và làm khô ở -800C Ly trích: dung môi methanol, ethanol. Thường dùng dịch trích gồm 80% methanol và chất chống oxy hóa BHT Chuẩn bị mẫu Nghiền mẫu trong dung môi lạnh Lọc Ly trích Cô đặc Ly tâm Dịch trích Thu nhận từ thực vật Tinh lọc dịch trích Phân đoạn bằng dung môi: dung môi diethyl ether Cho dịch trích và dung môi diethyl ether (1:1) vào bình chiết  lắc nhẹ  để yên vài phút Có thể bổ sung CaCl2 hay Na2SO4 để loại nhũ tương hoặc đặt bình trong máy lạnh Loại bỏ pha chứa nước, pha chứa diethyl ether được làm khô trong chân không Tổng hợp từ vi sinh vật Một số vi sinh vật có khả năng tổng hợp chất điều hòa sinh trưởng: Nấm: Fusarium, Pythium, Rhizoctonia… Vi khuẩn: Azorhizobium caulinodans, Azospirillum amazonense, Azospirillum halopraeferens, Azospirillum irakense, Azspirillum lipoferum, Azspirillum brasilense, Azotobacter chroococcum, Bacillus cereus, Bacillus coagulans, Bacillus licheniformis, Bacillus macerans... Tổng hợp từ vi sinh vật Bảng 2.1 : Một số chủng nấm thuộc loài G. fujikuroi sản xuất gibberellin Tổng hợp từ vi sinh vật Đặc điểm Fusarium moniform Thuộc nấm bất toàn Sinh sản bằng bào tử Sống ký sinh Có khả năng tạo kháng sinh Có khả năng tạo chất ức chế thực vật Đồng hóa tốt các đường glucose, saccharose, tinh bột, dầu thực vật Nguồn dinh dưỡng nitơ: muối amon, nitrat pH tối ưu: 5 – 5,4 Nhiệt độ: 26 – 280C Bảo quản giống: cấy chúng vào kê hoặc gạo Tổng hợp từ vi sinh vật Tiệt trùng: 1210C, 20 – 30 phút Hoạt hóa giống: môi trường 80g/l D-glucose, giữ ở nhiệt độ 300C, bổ sung 0,48g/l NH4NO3, pH 4,4 – 4,5 Lên men: lên men bề mặt, lên men bề sâu Nguyên liệu Tiệt trùng Lên men Lọc Tinh sạch Sản phẩm Bào tử Hoạt hóa Nhân giống Tổng hợp từ vi sinh vật Lên men bề mặt Môi trường cám, bổ sung 0,5% cao ngô; 0,01% hỗn hợp vi lượng  phối trộn, điều chỉnh độ ẩm đến 55 – 60%, phân phối vào các bình tam giác 1 – 2l, lượng môi trường cho vào 80 – 100 g Tiệt trùng môi trường ở 1 atm, 1210C, 30 phút. Trộn giống với tỷ lệ 0,3 – 0,5%, nuôi ở 280C, pH 5,5 trong 3 – 4 ngày, sau đó chúng chuyển ra các khay với môi trường tương tự Tổng hợp từ vi sinh vật Lên men bề sâu Môi trường Rolen – Tom pH 5 – 5,5; nhiệt độ 26 – 280C, thời gian lên men 160 – 190 h Thiết bị lên men có cánh khuấy và thổi khí liên tục Quá trình lên men 2 pha Không nên cho đường vào giai đoạn đầu nhiều nên bổ sung 1- 4% ngày 1 – 2 lần Môi trường Rolen - Tom Tổng hợp từ vi sinh vật Thu nhận và tinh sạch Dịch lọc Trích ly Kết tủa Ly tâm Hòa tan Lọc Xử lý than hoạt tính Ly tâm Chiết suất Sản phẩm Sấy Nước Fe2+, Fe3+ pH 3-3,5 pH 3-3,5 acetone Butyl acetate Ethyl acetate Định lượng chất sinh trưởng thực vật Sinh trắc nghiệm gibberellin: khảo sát ảnh hưởng của những mẫu bibberellin ở nồng độ xác định khác nhau lên sinh lý của cây  nồng độ của mẫu chưa biết. Định lượng chất sinh trưởng thực vật Hóa lý trắc nghiệm: phổ biến HPLC HPLC: nhạy và đặc trưng, yêu cầu mẫu phải được lọc thật sạch trước khi phân tích Nội dung Giới thiệu chất sinh trưởng thực vật Phương pháp thu nhận gibberellin Thu nhận từ thực vật Tổng hợp từ vi sinh vật Định lượng chất sinh trưởng thực vật Ứng dụng của gibberellin trong nông nghiệp Lịch sử nghiên cứu Tăng chiều cao, tăng năng suất Kích thích kéo dài thân, vươn dài của lóng  kích thích lên pha giãn của tế bào theo chiều dọc  tăng sinh trưởng  tăng sinh khối Sử dụng gibberellin thích hợp với cây lấy sợi, lấy thân, lá Tăng sự đậu quả và tạo quả không hạt Kích thích giãn nhanh tế bào trong bầu noãn  quả tăng kích thước và thể tích Xử lý GA3 cho hoa trước khi thụ phấn, thụ tinh  quả được hình thành mà không cần thụ tinh  quả không hạt Điều chỉnh thời gian ngủ của các loại củ, hạt Xâm nhập vào cơ quan đang ngủ, làm lệch cân bằng hormone thuận lợi cho sự nảy mầm  muốn hạt nảy mầm thì tăng hàm lượng gibberellin Gibberellin phá ngủ củ khoai tây, khoai lang mới thu hoạch Điều chỉnh sự ra hoa của cây và điều chỉnh giới tính hoa Nhà sinh lý học thực vật Chailakhyan đã đề xướng học thuyết hormone ra hoa Tham gia vào thành phần hormone kích thích ra hoa. Gibberellin kích thích ra hoa đực Làm chậm chín Kích thích tăng trưởng, giảm lão hóa  kéo dài thời gian chín của quả Ý nghĩa kéo dài thời gian thu hoạch, giảm tỷ lệ thối, tăng thời gian cung cấp quả tươi Kết luận Gibberellin: hormone thực vật điều chỉnh sự phát triển của thực vật và ảnh hưởng tới các quá trình sinh lý cuả thực vật. Ứng dụng rộng rãi trong nông nghiệp, trong nuôi cấy in vitro và có tầm quan trọng thương mại ngày càng rõ nét. Hướng nghiên cứu: Ảnh hưởng của gibberellin đối với cây trồng, nồng độ thích hợp sử dụng và kết hợp với các chất khác để đạt hiệu quả cao nhất. CẢM ƠN CÔ VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG NGHE